作者dasea (植栽雞肉飯)
看板ncyu_phyedu
標題[討論] 例外處理
時間Sat Jan 30 14:58:25 2010
簡介
所謂例外(Exception),指的是程式發生不正常的錯誤,而導致無法繼續執行的情形。例外
處理(Exception Handling)顧名思義,就是當例外發生時的處理機制。
C語言裡並沒有例外處理的機制,使用函數庫時,可能會發生無法處理的狀況,此時必須由呼
叫者小心檢查傳回值才行。如果不檢查,就會發生無法預期的結果
#include <stdio.h>
main() {
int data;
FILE* f = fopen("sample.txt", "r"); // sample.txt may not exist, fopen
returns NULL
fscanf(f, "%d", &data); // may result segmentation fault;
}
上述例子裡,如果檔案sample.txt不存在,則無法開啟該檔案,因此fopen傳回NULL。如果不
檢查傳回值,則會產生segmentation fault。比較好的寫法是:
#include <stdio.h>
main() {
int data;
FILE* f = fopen("sample.txt", "r"); // sample.txt may not exist, fopen
returns NULL
if (f == NULL) {
printf("Can't open file sample.txt. Please check if it exists and you
have privilege to access.\n");
return;
}
fscanf(f, "%d", &data); // may result segmentation fault;
}
又例如sqrt()可以用來求平方根,但如果我們給他負數,sqrt該如何處理?根據手冊,sqrt遇
到負數參數,會傳回NaN(Not a Number,是浮點數裡的一個特別數值)。使用sqrt的函數必
須特別檢查該值,否則計算出來的東西都變成了NaN。又例如除法運算時分母是0的情況,嚴
格說起來也是一種錯誤,某些系統也會產生floating exception (core dumped)。
沒有提供例外處理機制的語言,程式的正確性必須靠極端小心的設計者才行。為了減少程
式錯誤的機會,讓軟體很強固(robust),Java提供了例外處理的機制。
相關語法
在Java裡,Exception是一個Class。Exception extends Throwable, Throwable extends
Object。Exception,Throwable這兩個類別均定義於java.lang這個package內。設計者也
可以自訂自己的Exception類別。相關的Exception語法如下:
自訂Exception類別
public class MyException extends Exception {
}
宣告某method會產生例外
import java.io.*;
public class ExceptionExample {
public void someMethod() throws Exception { // 請注意throws最後面是s
// some code may fail
FileInputStream f;
try {
f = new FileInputStream("abc.txt"); // if abc.txt does not exist,
FileNotFoundException will be caught
} catch(FileNotFoundException fnf) {
System.out.println("File not found. Generate an exception and
throw it");
throw fnf; // 注意throw後面沒有s
// throw new Exception(); // or you can throw a new Exception
object
}
}
public static void main(String[] argv) {
ExceptionExample s = new ExceptionExample();
try {
s.someMethod();
} catch(Exception epp) {
System.out.println("An Exception has been caught.");
}
}
}
攔截exception的語法
try {
} catch (TypeOneException e1) {
} catch (TypeTwoException e2) {
} catch (TypeThreeException e3) {
} finally {
}
try {} catch{}類似像if then else if的結構。當try {}裡面某一行指令產生Exception
時,try區塊會立刻中斷執行,然後到第一個catch判斷抓到的Exception是否instanceof
TypeOneException,如果是則執行該catch區塊;如果不是,則進一步比較instanceof
TypeTwoException。也就是說雖然可以寫很多個catch區塊,但執行時最多只有一塊會執行
到。離開try或catch區塊以前,如果有finally區塊,則finally區塊一定會被執行到。一般
來說finally區塊裡面的程式碼大多用來作資源回收,或清理資料結構的工作,以確保不論
有無發生狀況,程式都能繼續正常執行。
try {
System.out.println("Opening FileInputStream");
FileInputStream f = new FileInputStream("abc.txt"); // assume this
operation generate FileNotFoundException
System.out.println("File Opened");
} catch (FileNotFoundException e1) {
System.out.println("FileNotFoundException caught");
} catch (Exception e2) {
System.out.println("Exception caught");
} finally {
System.out.println("Execute finally block");
}
上述的範例會印出
Opening FileInputStream
FileNotFoundException caught
Execute finally block
如果把上面例子稍微改一下:
try {
System.out.println("Opening FileInputStream");
FileInputStream f = new FileInputStream("abc.txt"); // assume this
operation generate FileNotFoundException
System.out.println("File Opened");
} catch (Exception e2) {
System.out.println("Exception caught");
} catch (FileNotFoundException e1) {
System.out.println("FileNotFoundException caught");
} finally {
System.out.println("Execute finally block");
}
則聰明一點的Compiler會抱怨FileNotFoundException的區塊unreachable(執行不到)。這
是因為FileNotFoundException是Exception的子類別,因此如果產生的例外是instanceof
Exception,則FileNotFoundException就不會執行了;若產生的例外不是instanceof
Exception,那就更不會執行到FileNotFoundException區塊了。
是否所有的Exception都要處理?
原則上是的。只要用到的method有宣告throws SomeException,則呼叫該method的地方,就
要使用try {} catch(SomeException)的語法。當然像是try {}
catch(SuperClassOfSomeException)的用法也行。唯一的例外是
java.lang.RuntimeException及其子類別可以不必處理。
哪些屬於RuntimeException呢?像是ArrayIndexOutOfBoundException就是其中之一,它發
生在陣列索引不合法的情況下:
public class Test {
public static void main(String[] argv) {
int[] x = new int[10];
x[100] = 0; // will generate ArrayIndexOutOfBoundException
}
}
exception產生時,JVM會由堆疊追蹤此錯誤點的呼叫資訊,並一一向外檢查,直到有try
catch區塊攔截此exception為止。在上述的例子中,沒有任何try catch的宣告,則JVM會終
止該執行緒。
類別Exception的相關方法
抓到例外後,可透過該例外物件,得到有趣的資訊
toString()以簡單的字串描述該例外
getMessage()列出細節訊息
printStackTrace()將堆疊資訊印在螢幕上,可幫助設計者快速找到錯誤點
Error
前面提到Exception是Throwable的子類別。另一個Throwable的子類別是java.lang.Error
。所謂Error指的是嚴重的錯誤情況。當Error產生時,其行為和Exceptio類似,但是try
catch區塊沒有辦法攔下它們,最後會由JVM來處理Error,並中斷執行緒的執行。像
OutOfMemoryError,StackOverflowError都是Error的子類別。
範例
用Link List實作Stack
public class Stack {
private Node head;
private int size;
class Node {
Object data;
Node next;
}
public void push(Object s) {
Node tmp = new Node();
tmp.next = head;
tmp.data = s;
size++;
head = tmp;
}
public Object pop() throws Exception {
if (head == null) {
throw new Exception();
}
Object tmp = head.data;
head = head.next;
size--;
return tmp;
}
}
public class Example {
public static void main(String[] argv) {
Stack s1 = new Stack();
Stack s2 = new Stack();
s1.push("abc");
s1.push("def");
s2.push("123");
s2.push("456");
try {
s1.pop();
} catch(Exception e) {}
}
}
public class Example2 {
public static void main(String[] argv) throws Exception {
Stack s1 = new Stack();
Stack s2 = new Stack();
s1.push("abc");
s1.push("def");
s2.push("123");
s2.push("456");
s1.pop();
}
}
用Link List實作Queue
public class Queue {
private Node head, tail;
private int size;
class Node {
Object data;
Node next;
}
public void put(Object s) {
Node tmp = new Node();
tmp.data = s;
if (tail != null) {
tail.next = tmp;
} else {
head = tmp;
}
tail = tmp;
size++;
}
public Object get() throws Exception {
if (head == null) {
throw new Exception();
}
Object tmp = head.data;
head = head.next;
if (head == null) {
tail = null;
}
size--;
return tmp;
}
}
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